Cette pince robotique est incroyablement douce et incroyablement solide

La conception de la pince trouve un équilibre entre « force, précision et douceur ».

Par Andrew Paul | Publié le 15 août 2023 à 14h00 HAE

L'art japonais du découpage et du pliage du papier, connu sous le nom de kirigami, a fourni une richesse d'inspiration pour des conceptions robotiques ingénieuses, mais le dernier exemple pourrait être le plus polyvalent et le plus impressionnant à ce jour. Comme détaillé pour la première fois ce mois-ci dans Nature Communications, une équipe de l'Université d'État de Caroline du Nord a récemment développé un nouveau robot de préhension souple suffisamment sensible pour manipuler des gouttelettes d'eau et tourner des pages de livres, mais suffisamment solide pour atteindre un rapport charge utile/poids de 16 000. Avec des améliorations supplémentaires, les ingénieurs pensent que la pince pourrait trouver sa place dans un large éventail d’industries, ainsi que dans les prothèses humaines.

"Il est difficile de développer une seule pince souple capable de manipuler des objets ultra mous, ultra fins et lourds, en raison des compromis entre résistance, précision et douceur", auteur de l'étude Jie Yin, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à l'État de Caroline du Nord. , a déclaré dans un communiqué. "Notre conception atteint un excellent équilibre entre ces caractéristiques."

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Alors que les précédentes pinces souples avaient été développées à l'aide d'éléments de kirigami, les structures en forme de vrille des chercheurs répartissent leur force de manière à être suffisamment délicates et précises pour permettre de fermer certaines fermetures éclair et de ramasser des pièces de monnaie. Comme New Scientist l'a également récemment noté, la forme et l'inclinaison permettent aux pinces de 0,4 gramme de contenir des objets pesant jusqu'à 6,4 kilogrammes, soit un rapport charge utile/poids 2,5 fois supérieur au précédent record de l'industrie.

Étant donné que les capacités des pinces découlent de leur conception et non des matériaux eux-mêmes, l'équipe a également démontré un potentiel supplémentaire en créant des itérations à partir de feuilles de plantes. Le potentiel des pinces biodégradables pourrait s’avérer extrêmement utile dans les situations où elles ne sont que temporairement nécessaires, comme par exemple pour la manipulation de déchets médicaux dangereux comme les aiguilles.

Si tout cela ne suffisait pas, l'équipe de NC State est allée encore plus loin en expérimentant la fixation de leurs pinces à une main prothétique myoélectrique contrôlée via l'activité musculaire de l'avant-bras de l'utilisateur. "La nouvelle pince ne peut pas remplacer toutes les fonctions des mains prothétiques existantes, mais elle pourrait être utilisée pour compléter ces autres fonctions", a déclaré Helen Huang, co-auteure de l'article et professeur émérite de la famille Jackson de NC State au Département commun de biomédecine. Ingénierie. « Et l’un des avantages des pinces kirigami est qu’il n’est pas nécessaire de remplacer ou d’augmenter les moteurs existants utilisés dans les prothèses robotiques. Vous pouvez simplement utiliser le moteur existant lorsque vous utilisez les pinces.

Yin, Huang et leurs collègues espèrent éventuellement collaborer avec des fabricants de prothèses robotiques, des entreprises de transformation des aliments, ainsi que des entreprises électroniques et pharmaceutiques pour développer des utilisations supplémentaires pour leurs pinces souples.

Andrew Paul est le rédacteur de Popular Science qui couvre l'actualité technologique. Auparavant, il était un collaborateur régulier de The AV Club et d'Input, et ses travaux récents ont également été présentés par Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC, ainsi que McSweeney's Internet Tendency. Il vit à l'extérieur d'Indianapolis.